ciclul-ureei (1)
Post on 16-Oct-2015
84 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
Metabolismul amoniacului
1
1. Ci de formare a amoniacului n celul i n organism
2. Mecanisme de eliminare a NH3
- Rolul acidului glutamic n metabolismul aminoacizilor i al NH3
- Metabolismul glutaminei
- Ciclul ureei
- Metabolismul creatinei i creatininei
-
2
NH3
N
N
NH2
N
NH
Adenina
NH
N
O
N
NH
NH2
Guanina
Formarea
amoniacului
DEZAMINAREA
unor compusi
biologic activi
Produs
de bacteriile
intestinale
din proteine alimentare
din ureea care ajunge
n tractul gastro-intestinal
dezaminarea aminoacizilor
dezaminarea nucleotidelor
purinice
dezaminarea nucleotidelor
pirimidinice
amide
glutamin
asparagin
din
N
NH
NH2
O
Citozina
(2-oxi-4-amino-pirimidina)
=> NH3 + CO2
0,29 mg% n sngele circulant
-
Mecanisme de eliminare a NH3
1. NH3 se poate elimina prin intermediul unor produi netoxici,
cum este cazul srurilor de amoniu
- petii vieuitoare amoniotelice
- psrile vieuitoare uricotelice (acid uric)
- omul ureotelice (uree)
2. NH3 se poate fixa pe diferii aminoacizi => compui netoxici:
- acid glutamic => glutamin
- acid aspartic => asparagin
- arginin
- alanin
3. NH3 se poate depozita sub forma creatinei i a creatininei
3
-
4
(o alt schem)
Creatina
Creatinina
-
5
ROLUL CENTRAL AL ACIDULUI GLUTAMIC N
METABOLISMUL AMINOACIZILOR
Este colector (acceptor) universal al gruprilor AMINO
Poate prelua direct i indirect gruparea amino de la majoritatea
aminoacizilor
Poate regenera prin dezaminare oxidativ acidul -ceto-glutaric
care devine apt s accepte gruparea amino
AMINOACID
CETOACID
TRANSAMINAZE
-CETO-GLUTARIC
ACID GLUTAMIC
NADH2 + NH3
NAD+ + H2O
NH3
GLUTAMINA
GLUTAMAT-DEHIDROGENAZA
-
6
COOH
CH2
CH2
CH
COOH
NH2
COOH
CH2
CH2
COOH
O
NH3
NADPH H+
Acid glutamic
NADP+ + H2O
Acid cetoglutaric
+ + + +Glutamat-DH
FICAT
(NADH + H+) (NAD +)
COOH
CH2
CH2
CH
COOH
NH2
NH3
ATP ADP PiCH
2
CH2
CH
COOH
NH2
O
C NH2
Acid glutamic
+ + + +
Glutamina
n esuturi: aminare direct
n FICAT: CH
2
CH2
CH
COOH
NH2
O
C NH2
COOH
CH2
CH2
CH
COOH
NH2
NH3+
Glutamina
H2OGLUTAMINAZA
Acid glutamic
+
Glutamin-
sintetaza
Ciclul
ureei
-
7
TESUTURI
Glutamin sintetaza
Acid glutamic
+ATP
ADP + Pi
Singe
RINICHI
Singe
FICATGlutamina
Glutamina
NH3
Glutamina
NH3NH3 Acid glutamicAcid glutamic
+ H2O+ H2O
FICAT
UREE Urina
NH3 urinar
METABOLISMUL GLUTAMINEI
Ciclul ureei
Acest circuit NU are loc i n esutul muscular!
-
8
- Glutamina se formeaz n:
- ficat
- mucoasa intestinal - rinichi
- creier
- nu se formeaz n muchi !!
Glutamina reprezint transportorul esenial de grupri NH2 de
la esuturile periferice (cu excepia muchiului) la FICAT;
METABOLISMUL GLUTAMINEI
Reacia are loc prin fixarea direct a amoniacului sub aciunea glutaminsintetazei din mitocondrie
i cu aport de ATP
-
9
- Glutamina ndeplinete roluri diverse, n funcie de esut:
- La ficat glutamina acioneaz ca tampon pentru
meninerea unor concentraii mici NH3 ; are rol de a menine o
concentraie constant a amoniacului, n perioadele dintre
dezaminri i formarea ureei. Deci are rol de detoxifiant i de
modulator al concentraiei de amoniac liber. Glutamina
sintetizat n ficat este transportat pe cale venoas la alte
esuturi unde va intra n diferite ci metabolice.
- amoniacul rezultat prin hidroliza glutaminei este eliminat ca
uree la nivel hepatic, i ca sruri de amoniu la nivel renal;
METABOLISMUL GLUTAMINEI
-
10
- n mucoasa intestinal glutamina este folosit ca surs de
energie deoarece membranele celulare sunt mai permeabile
pentru glutamin dect pentru acidul glutamic;
- La nivel renal glutamina este surs de amoniac, acesta
fiind implicat n reglarea echilibrului acido-bazic; ionii de
amoniu pot substitui Na+ i K+, ce se elimin renal ca sruri,
economisind astfel fondul ionic al organismului;
- Amoniacul produs n celulele tubulare renale prin
dezaminarea glutaminei (sau a asparaginei) reprezint
aproximativ 60% din NH3 eliminat la nivel urinar/zi;
- Deci originea NH3 urinar nu este sangvin, deoarece sngele
conine cantiti foarte mici de NH4+ (maxim 0,3 mg% fr efecte toxice)
METABOLISMUL GLUTAMINEI
-
Ciclul ureei
11
-
Ciclul ureei (ciclul Krebs Henseleit, 1932) =
principala cale de eliminare a azotului aminic (NH3)
Etapa I Formarea carbamoil-fosfatului
(activarea acidului carbonic)
- enzima este carbamoilfosfat sintetaza
- activatori: Mg2+, acidul N-acetil glutamic
- se consum 2 ATP
COOH
CH2
CH2
CH3
COOH
HC NH C
O
- are loc n mitocondrii esut hepatic
- se formeaz din compui anorganici
(NH4+ i HCO3
-)
Reacia global este:
NH4++ HCO3
- + 2 ATP C O
H2N
P O -
O -
O
+ 2ADP + Pi
Carbamoil fosfat
O
12
NAcGlu
Reglator allosteric, fr de care carbamoilfosfat-sintetaza nu este
activ
-
Subetapele sunt:
a)
b)
C
O
OH
O -
+ ATP
ActivatoriiEnzima
Mg2+
Fosfocarbonat
CO P O -
O -
O
+ ADP
O
O -
NH4+ + Fosfocarbonat C
O
H2N O -
+ Pi
Carbamat
c)C
O
H2N O -
+ ATP CO P O -
O -
OO
H2N+ ADP
Carbamoil fosfat13
- Activarea acidului carbonic
-Transferul gruprii NH2
- Activarea carbamatului
-
Etapa II: Formarea citrulinei
enzima este ornitintranscarbamoilaza (OTC)
(transferaz)
are loc n mitocondrie
enzim reglatoare a procesului
C
O P O -
O -
OO
H2N
Carbamoil fosfat
+
NH2
(CH2)3
NH3
COO-
HC
Ornitin
OTC C
O
H2N
(CH2)3
NH3
COO-
HC
NH + Pi
Citrulin
+
+
14
Citrulina prsete mitocondria iar restul etapelor
au loc n citoplasm
Enzimele ciclului ureei
sunt strns reglate, activitatea lor
crescnd cnd crete aportul de amoniac
sau aminoacizi la nivel
hepatic (dieta
hiperproteic).
-
15
NH2 NH
NH2
COOH
COOH
NH2
CH2
COOH
NH2
NH
NH2
COOH
COOH
CH2
COOH
C
O
(CH2)3
HC
+ CH
CitrulinAcid L-aspartic
arginin succinat sintetaza
+ ATP
AMP + Pi
H2O
C
(CH2)3
HC
N CH
Acid arginin succinic
Etapa III: Formarea acidului arginin succinic
reacie de condensare
consum de ATP
enzima: arginin succinat sintetaza
n CITOSOL
AMP + PPi
-
16
NH2
NH
NH2
COOH
COOH
CH2
COOH
COOH
COOH
NH2
NH
NH2
COOH
C
HC
CH
Acid arginin succinic
N
(CH2)3
arginin succinat liaza
CH
HC
C
HC
Arginin
(CH2)3
NH
Acid fumaric
Etapa IV: Formarea argininei
enzima este arginin succinat liaza
are loc n CITOSOL
Ciclul KREBS
-
17
NH2
NH
NH2
COOH
NH2
NH2
COOH
C
HC
Arginin
(CH2)3
NH
arginaza
+ H2O
HC
Ornitin
(CH2)3
CO
NH2
NH2Uree
Etapa V: Formarea ureei
enzima este arginaza
are loc n CITOSOL
CONH2
NH2
Uree
Acid aspartic
NH3
Matrix mitocondrial
Reintr n ciclul ureei
n ser: 20 40 mg% n urin: 20-30 g/ 24 ore
-
Importana procesului de ureogenez
COMENTARII
- Procesul de ureogenez este o etap de degradare a proteinelor,
ureea fiind considerat produs de catabolism proteic;
- Ureogeneza poate fi considerat i proces anabolic, deoarece n
urma acestui proces rezult anumite biomoleculearginina, ureea,
acidul fumaric
- Este un proces puternic endergonic (consumator de energie), spre
deosebire de celelalte procese catabolice (ale glucidelor i lipidelor)
care sunt generatoare de energie curele de slbire sunt bazate pe
diete proteice;
NH4+ + HCO3
- + 3 ATP + H2O C O
H2N
H2N+ 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi
- n realitate este un proces amfibolic;
- Este un proces ciclic (ornitina reintr n ciclu);
18
2
Reacia global:
-
-Este legat de ciclul Krebs prin intermediul acidului fumaric;
-Dac transformarea NH3 uree, nu este suficient de rapid, acesta va
bloca transformarea acidul -cetoglutaric din ciclul Krebs => blocarea
proceselor oxidative (respiraia tisular) => oxigenare cerebral
insuficient se explic toxicitatea amoniacului (encefalopatie hepatic);
- n snge: 20 40 mg/dL uree, iar prin urin se elimin 20 30 g uree/24h;
-Cantitatea de uree format depinde de activitatea enzimelor:
carbamoilsintetaza, ornitintranscarbamoilaza (OTC), arginaza.
INSUFICIENA HEPATIC = incapacitatea ficatului de a produce ureea =>
NH3 se acumuleaz n snge;
INSUFICIENA RENAL = incapacitatea rinichiului de a excreta ureea.
Importana procesului de ureogenez
COMENTARII
19
-
20
METABOLISMUL
CREATINEI I CREATININEI
-
21
H2C COOH
NH2
COOH
NH2
(CH2)3
NH
NH2HN
COOH
NH2
(CH2)3
NH
H2C COOH
HN
HN
NH2
Glicocol
HC
C
Arginin
+
HC
C
Acid guanidil acetic
arginin glicintransamidinaza
Etapa I: TRANSAMIDINARE
enzima este arginin glicin transamidinaza
are loc n RINICHI
Ornitina
Ciclul ureei
-
22
H2C COOH
HN
NH
NH2
H2C COOH
N
NH
NH2CH3
C
Acid guanidil acetic
+ CH3
(SAM + FH4)C
Acid N-metil guanidil aceticCREATIN
metil transferaza
Etapa II: METILARE
enzima este o metiltransferaz dependent de SAM i FH4
are loc n FICAT
snge
MUCHI
-
23
H2C COOH
N
NH
NH2CH3
H2C COOH
N
NH
NHCH3
P OH
OHC
Acid N-metil guanidil aceticCREATIN
ATP
ADP + Pi
Creatin fosfokinaz(CPK) C
~O
FOSFOCREATIN(rezervor de fosfat macroergic)
Activitatea CPK seric crete n infarctul de miocard
Izoenzimele CPK (ex: CPK-MB) au rol diagnostic
Reacia este reversibil !!
CPK mitocondrial e implicat n formarea fosfocreatinei din ATP mitocondrial
CPK citosolic regenereaz ATP din ADP, utiliznd fosfocreatina
Etapa III: FOSFORILARE
enzima este creatin fosfokinaza (CPK)
are loc n MUCHI
FOSFOCREATIN + ADP CREATIN + ATP
-
24
H2C COOH
N
NH
NH2CH3
H2C
N
NH
NHCH3
C
CREATIN
H2O
deshidratare intramolecular
C
CO
CREATININ
(anhidrid)
Etapa IV: Formarea creatininei
are loc n MUCHI
PLASMA sangvin: Creatin: 0,2 0,4 mg%
Creatinin: 0,6 1,5 mg%
URIN: Creatin: 0,06 0,12 g%
Creatinin: 1 2 g%
-
25
Creatina, fosfocreatina i creatinina - COMENTARII -
Sistemul creatin fosfocreatin joac un rol esenial n
metabolismul energetic normal al esutului muscular,
funcionnd ca un sistem reglator pentru concentraia de ATP
ATP + creatin fosfocreatin + ADP + Pi
Fosfocreatina este singurul compus cu legturi macroergice pe
care organismul l depoziteaz numai n esutul muscular
Fosfocreatina constituie n muchi o surs indirect de energie
necesar pentru contracia muscular; reprezint forma de
depozitare a energiei, pe seama creia se reface ATP consumat n
cursul efortului muscular
CPK
-
26
Creatina, fosfocreatina i creatinina - COMENTARII -
n cursul efortului fizic creatinfosfatul regenereaz ATP printr-o
reacie catalizat de creatinfosfokinaz (CPK = regenerator de ATP
in situ)
Regenerarea ATP pe seama CPK este mai rapid dect formarea
sa n lanul respirator sau din degradarea glucozei
70% din rezervele energetice disponibile n cursul efortului
muscular sunt reprezentate de creatinfosfat
Creatina este convertit neenzimatic n creatinin; creatinina nu
mai poate fi reconvertit la creatinin, fiind excreatat la nivel renal
n condiii fiziologice, creatinina se elimin n mod constant prin
urin (aproximativ 2 g/zi)
-
27
Fiind produs aproape exclusiv n muchi, cantitatea de
creatinin format este proporional cu masa muscular
Creatinina este constant n urin, fiind un parametru la care ne
raportm i pentru alte substane eliminate prin urin
Clearence-ul renal reprezint eficiena cu care rinichiul
epureaz plasma
Determinarea clearence-ului de creatinin reprezint o
metod simpl de evaluare a funciei renale i musculare =
msura n care creatininemia este corelat cu debitul de filtrare
glomerular
Adaptarea posologiei la bolnavii cu insuficien renal se
realizeaz n funcie de clearence-ul de creatinin.
Creatina, fosfocreatina i creatinina - COMENTARII -
top related